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镜头之透雾应用全解(2)
时间:2016-08-24 16:00   浏览:载入中...

     透雾镜头从光学设计上将成像光谱校正在400~950nm,增加了红外光950nm的透过率。在雾霾天气中时光线经雾滴发生二次折射。由于红外光波长较长,能透过雾滴成像于CCD上。
 
     因为光具有波粒二象性,从波动性解释光的衍射现象,如上图所示,点波源在某t时刻所产生的波阵面,波阵面上的每一个点都可以看作成一个次波源,它们出发球面次波,t+1时刻的波阵面是t时刻球面次波的包络面。按此规律传播。波阵面的法线方向就是波的传播方向即光线。
 
 
     当波阵面遇上雾霾颗粒时,子波源在雾霾颗粒间发生衍射现象,无数个子波干涉叠加形成新的波面。此时作出波面的法线(图中绿色虚线)即为光线传播的方向。 可以看出光线挠过了霾颗粒在霾颗粒的背面阴影处成像。所以通过雾霾颗粒前后两边的波面,就可以确定光线的传播方向。由于红外光具波长长光线挠过雾滴成像于CCD上。
 
 
 
        综上所述:透雾原理就是利用红外光成像,因红外光的波长比白光的波长要长,利用光的衍射原理,红外光与白光相比,透过雾霾的能力更强。所以当以低照度摄像机成像时,就能看到雾霾后面的景物。当然透雾距离与能见度有关,透雾距离是能见度的2-3倍。
光学透雾方式主要有两种:
 1、滤光片在镜头里,能过开关量控制滤光片的运动(透白光,截止白光,截止红外光)达到相应透雾效果。此种方式摄像机通配性高,但也要注意测试,以实际效果达要求为准。但此种情况下,镜头里会增加机械装置(滤光片与后焦调整装置),有可能会增加镜头的故障;也要以用红外校正镜头加上滤光片,此种情况下,红外光已做校正,在透雾模式下,就不需增加额外装置调整后焦,摄像机可以直接清晰成像。但一般情况下,红外校正镜头成本稍高。
2、滤光片集成在摄像机里,镜头是IR型的,此种透雾方式对摄像机有要求,就是摄像机要带白光滤片,我们测试过的有宇视有该种摄像机,效果不错。市面上常见的是,自行用低照度摄像机改装滤光片,也能实现同样效果。此种方式镜头成本相对会低,但对摄像机的通配性就差一些。以上两种方式均为光学透雾方式,图像均为黑白图像。
透雾实测图如下:
 
透雾前(此处用AVENIR ETOKU精工镜头15-500mm实拍)

  
透雾后(此处用AVENIR ETOKU精工镜头15-500mm实拍)
 
 
 
透雾前(此处为AVENIR ETOKU精工镜头长焦部分成像)
 
                                         
 透雾后(此处为AVENIR ETOKU精工镜头长焦部分成像)

        我们AVENIR ETOKU精工镜头的主要优势就是红外(IR)方式透雾,300mm以上的,后期会在镜头里加上白光滤光片,通配性将进一步提升,稳定性也非常好。3千米内的有10-210mm,8-256mm的可用,5公里以内有15-500mm可选。
 
 
以下附上雾霾相关知识。供参考。
1、什么是雾?
雾:是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。如果目标物的水平能见度降低到1000米以内,就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结(或凝华)物的天气现象称为雾。
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